煤質(zhì)化驗(yàn)中的誤差及控制辦法

彭 麗

（山西省煤礦節(jié)能監(jiān)測(cè)中心，山西 太原 030045）

引言

煤炭質(zhì)量的檢測(cè)就是對(duì)煤中的碳、硫、磷、發(fā)熱量、膠質(zhì)層指數(shù)、粘結(jié)指數(shù)、全水分、分析基水分以及揮發(fā)分等成分的檢測(cè)。在檢測(cè)過(guò)程中，誤差是無(wú)法避免的，但是，應(yīng)該將產(chǎn)生誤差的原因和產(chǎn)生誤差的解決方法找出來(lái)。誤差的產(chǎn)生有多方面的原因，將誤差產(chǎn)生的過(guò)程和影響因素分析出來(lái)，并提出合理的處理方法，盡可能的將誤差降到最低。

1 誤差的表示方法和分類(lèi)

1.1 表示方法

誤差的表示方法主要有絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差兩種，絕對(duì)誤差就是測(cè)量值和真實(shí)值之間的差值，將測(cè)量值偏離真實(shí)值的大小反應(yīng)出來(lái)，絕對(duì)誤差是有正負(fù)之分的。相對(duì)誤差指的是絕對(duì)誤差和測(cè)量值或者多次測(cè)量值的平均值的比值，一般用百分?jǐn)?shù)表示，又叫做百分差［1］。

1.2 分類(lèi)

1）系統(tǒng)誤差。規(guī)律誤差是系統(tǒng)誤差的另一個(gè)名字，是用同一量具對(duì)同一被測(cè)物進(jìn)行多次測(cè)量之后，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)一定規(guī)律的分布，這樣的錯(cuò)誤是由非校準(zhǔn)測(cè)量設(shè)備引起的，也叫做固有的錯(cuò)誤，對(duì)于這樣的誤差，可以通過(guò)修正測(cè)量方案和改進(jìn)測(cè)量設(shè)備等方法進(jìn)行處理。除此之外，對(duì)照試驗(yàn)、空白試驗(yàn)和校正測(cè)量設(shè)備也是改進(jìn)的主要手段，系統(tǒng)誤差相對(duì)于別的誤差來(lái)說(shuō)，具有單一性，是可以預(yù)測(cè)和控制的。

2）隨機(jī)誤差。在相同的條件下對(duì)同一個(gè)樣本進(jìn)行多次的測(cè)量，這樣的測(cè)量得到的數(shù)值不完全相同，存在一定的誤差，這樣的誤差叫做隨機(jī)誤差。產(chǎn)生隨機(jī)誤差的因素非常的多，包括測(cè)量時(shí)的溫度、濕度、氣壓、氣流、電場(chǎng)等因素；除此之外，測(cè)量時(shí)的測(cè)量工具、測(cè)量時(shí)的工作狀態(tài)、機(jī)械設(shè)備的摩擦、彈性的變化和傳導(dǎo)中的控制系統(tǒng)等都會(huì)引起隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差和絕對(duì)誤差不大相同，它的大小和正負(fù)情況都是不可以預(yù)測(cè)的，但是在隨機(jī)誤差出現(xiàn)次數(shù)多的情況下，就會(huì)呈現(xiàn)一定的正態(tài)分布，正態(tài)分布具有四個(gè)特點(diǎn)：第一，單峰性。靠近真實(shí)值的實(shí)際的測(cè)量值出現(xiàn)的次數(shù)最多，絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)的概率比較大。第二，有界性。當(dāng)誤差的絕對(duì)值大于某一個(gè)規(guī)定的數(shù)值的時(shí)候，就可以認(rèn)為它出現(xiàn)的幾率非常的小，也就是近似的認(rèn)為隨機(jī)誤差是有界限的。第三，對(duì)稱(chēng)性。也就是真實(shí)值的左側(cè)和右側(cè)是對(duì)稱(chēng)的，左邊的數(shù)值出現(xiàn)的幾率和右邊的數(shù)值出現(xiàn)的幾率是一樣的。第四，補(bǔ)償性。正負(fù)誤差是可以相互消除的，代數(shù)和是零。

3）偏離嚴(yán)重的誤差。也就是粗大誤差，指的是在相同的條件下，實(shí)際的測(cè)量值嚴(yán)重的偏離真實(shí)值，這樣形成的誤差，叫做粗大誤差。在數(shù)據(jù)處理的時(shí)候，這樣的誤差數(shù)據(jù)必須去除，當(dāng)然，在煤質(zhì)的檢驗(yàn)當(dāng)中，這樣的誤差要盡可能的去除，以提高檢驗(yàn)的準(zhǔn)確程度。

2 產(chǎn)生誤差的原因

2.1 由人為原因造成

誤讀、視差造成的誤差是主要的人為原因。在測(cè)量的過(guò)程中，人是主要的控制方，但是僅僅通過(guò)肉眼去觀察，達(dá)不到測(cè)量工具的精度，這就會(huì)產(chǎn)生誤差。這樣的誤差和測(cè)量?jī)x器分不開(kāi)，主要是在容量計(jì)、流量計(jì)等儀表類(lèi)的量具中產(chǎn)生。產(chǎn)生這種誤差的具體原因?yàn)椋谧x取數(shù)據(jù)的時(shí)候，眼睛和讀數(shù)的平面不重合，當(dāng)讀取的尺寸不和刻度面重合的時(shí)候，就產(chǎn)生了誤差。除此之外，人們?cè)诓僮鞲鞣N儀器的時(shí)候，因?yàn)榉N種原因，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中增添了各種不確定的因素。如果不能按照規(guī)定對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器操作規(guī)范進(jìn)行操作的話，將會(huì)使得誤差變得更大。因此，操作人員更應(yīng)該端正自己的工作態(tài)度，盡量避免人為因素造成誤差。

2.2 由采樣造成

煤質(zhì)采樣是煤質(zhì)化驗(yàn)過(guò)程中的最重要的環(huán)節(jié)之一，與化驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比之后，煤質(zhì)的樣品達(dá)到規(guī)格，才能進(jìn)行化驗(yàn)。由此可知，煤質(zhì)采樣的意義非常重大，它是煤質(zhì)化驗(yàn)的基礎(chǔ)，也是整個(gè)煤質(zhì)化驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)大問(wèn)題的地方，主要是因?yàn)閯傞_(kāi)始的誤差對(duì)整個(gè)化驗(yàn)的影響非常大，在試驗(yàn)的過(guò)程中，誤差產(chǎn)生的效果是不斷地積累的，起始的誤差在整個(gè)試驗(yàn)的過(guò)程中都會(huì)有影響。因此，在選取煤質(zhì)樣品的時(shí)候，要選取可以代表整個(gè)煤質(zhì)特性的煤樣進(jìn)行化驗(yàn)，這樣才能將煤炭的質(zhì)量真實(shí)地反映出來(lái)。在采樣的時(shí)候，還要特別注意采樣的對(duì)象和方法，不能只針對(duì)一個(gè)煤堆進(jìn)行采樣，否則，采樣的質(zhì)量不能夠代表整個(gè)煤層的質(zhì)量。

2.3 由制樣造成

在煤質(zhì)化驗(yàn)之前，必須對(duì)煤質(zhì)進(jìn)行制樣，它決定著煤質(zhì)的分析的好壞。灰塵的粉末性的物質(zhì)常常被混進(jìn)煤樣中去，導(dǎo)致制樣不具有代表性，因?yàn)闃悠分械姆勰┬缘臇|西的增加，使得樣品的質(zhì)量下降，從而導(dǎo)致碳的質(zhì)量下降。碳本質(zhì)上是一種多孔疏松結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，吸水性特別的強(qiáng)，因此在制樣的過(guò)程中，要特別注意周?chē)沫h(huán)境不能太潮濕。在制樣之前，一般都是將煤樣進(jìn)行脫水，有自然脫水和人工脫水兩種方式。利用烘箱和電爐雖然可以提高脫水的效率，但是也會(huì)造成負(fù)面的影響，因?yàn)樵诟邷叵拢簶訒?huì)和空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，改變煤樣的性質(zhì)，使得煤樣報(bào)廢。

2.4 由環(huán)境儀器造成

環(huán)境中的磁場(chǎng)、溫度、氣壓以及光照等因素都會(huì)對(duì)煤質(zhì)檢驗(yàn)造成影響，溫度升高時(shí)，人體接觸測(cè)量工具的時(shí)候，測(cè)量工具就會(huì)發(fā)生微小的形變。當(dāng)磁場(chǎng)突變的時(shí)候，也會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響。測(cè)量工具產(chǎn)生的問(wèn)題，將會(huì)使得測(cè)量的精度下降，出現(xiàn)不能正確的歸零等問(wèn)題。測(cè)量工具在使用一段時(shí)間之后，將會(huì)產(chǎn)生非常多的誤差，必須使用更精密的儀器來(lái)檢驗(yàn)和校正［2］。

3 控制誤差的方法

3.1 優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)人才

當(dāng)前煤炭行業(yè)對(duì)于煤質(zhì)方面人才的要求越來(lái)越高，只有熟練掌握煤質(zhì)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，將基礎(chǔ)技能和基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用在實(shí)際的操作中去，才能緊跟煤質(zhì)化驗(yàn)的發(fā)展前沿。煤質(zhì)人才不僅要有極強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，也要有極高的實(shí)踐能力，面對(duì)問(wèn)題的時(shí)候能夠及時(shí)的解決［3］。

3.2 良好的管理控制系統(tǒng)

第一，要選擇科學(xué)的試驗(yàn)方法，才能有效提高試驗(yàn)的精度；第二，要經(jīng)常檢查儀器的工作狀態(tài)，保證儀器的各個(gè)參數(shù)設(shè)置都滿足實(shí)驗(yàn)的要求，對(duì)于儀器的參數(shù)，要及時(shí)進(jìn)行記錄，并且將數(shù)據(jù)記錄在儀器的單獨(dú)的檔案里面，以充分保證儀器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度；第三，應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采樣和化驗(yàn)，時(shí)刻了解樣品的情況，并且制樣的時(shí)候，將煤質(zhì)樣品進(jìn)行充分研磨，保證樣品的干燥性；第四，建立完善的管理考核制度、抽查制度，不定期的對(duì)煤樣進(jìn)行抽查，以保證煤樣的品質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

誤差在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是不可避免的，理想的真實(shí)值不存在，都會(huì)存在或多或少的問(wèn)題，因此在煤質(zhì)化驗(yàn)的時(shí)候，要進(jìn)行多次的測(cè)量。在測(cè)量的過(guò)程中要盡量避免各種可以避免的誤差，例如：人為誤差、隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差等。在對(duì)煤樣的測(cè)量上，要格外的謹(jǐn)慎，只有這樣，才能得到較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

［1］ 蘇艷紅.煤質(zhì)化驗(yàn)中誤差的控制分析［J］.河南科技，2014（11）：39.

［2］ 張繼榮.煤質(zhì)化驗(yàn)中誤差分析及控制措施［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（3）：101.

［3］ 張美麗.論煤質(zhì)化驗(yàn)的誤差原因及控制措施［J］.科技風(fēng)，2014（14）：86.